[發明專利]導電跡線和形成導電跡線的方法

有效

• 申請號: 201480042587.0
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN105432154B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 喬治·E·薩科斯克;菲爾·毛特蘭德;迪特里希·史皮爾;弗蘭克·沃爾特;羅伯特·P·布隆斯基;斯里尼瓦桑·斯里達蘭
• 申請（專利權）人: 費羅公司
• 主分類號: H05K3/10
• 分類號: H05K3/10;H05K3/38
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 吳曉輝;王蕊

本主題提供多層導電跡線。所述跡線可以通過數字印刷各個層和燒制來形成。各個層各自給所述導電跡線賦予功能特征并且每層都有組件，所述組件可以進行調節以影響該特定層的性能特征而不有害地影響其余層的性能特征。

領域

本主題涉及導電跡線和形成導電跡線的方法。

背景

導電跡線是本領域熟知的，并通常使用非常小的、薄的銅通路作為導電材料來生產。與銅跡線相關的一個問題是，銅受到各種來源的腐蝕。銅形成具有氧化態+1(亞銅)和+2(銅)的化合物。雖然銅不與水發生反應，但它與大氣中的氧發生反應形成一層棕黑色的氧化銅。銅的表面氧化形成一層綠色的銅綠(碳酸銅)，保護銅體免受進一步的腐蝕。然而，在導電跡線中，如果銅是由具有非常窄的寬度和薄的厚度的層形成，則“表面”腐蝕可潛在地破壞導電通路或降低導電跡線的性能。銅也與硫化物(如硫化氫)發生反應，以在銅的表面上形成各種硫化銅。在與硫化物反應中，銅發生腐蝕，如當銅暴露于含有硫化合物的空氣中所觀察到。含氧的氨溶液也與銅發生反應產生水溶性絡合物，同樣氧和鹽酸發生反應形成氯化銅并與酸化的過氧化氫發生反應形成銅(II)鹽。氯化銅(II)和銅發生反應形成氯化亞銅(I)。因此，有必要保護銅跡線免受腐蝕。

導電跡線通常由減成法或加成法形成。通常，在減成法中，將銅涂覆在襯底上并除去不需要的部分以留下薄的銅跡線。常規的減成法存在的一個問題是它們產生不需要的廢棄物。減成生產技術通常開始于將銅施加到襯底的一側或兩側。跡線是通過從襯底蝕刻掉不需要的銅，在襯底上留下薄的導電銅跡線而形成。蝕刻工藝通常利用過硫酸銨或氯化鐵。這些化學物質和除去的不需要的銅具有腐蝕性和毒性，并產生環境問題和過量廢棄物。此外，蝕刻時間相對較長。而且，隨著蝕刻劑被重復使用，銅浸透化學蝕刻劑使其逐漸在隨后除去銅中不太有效。

通常，在形成跡線的加成法中，銅僅形成于襯底上的形成跡線的區域中。與通過常規的加成法形成導電跡線相關的一個問題是，該方法需要涉及各種設備和機器的多個步驟。在典型的加成法中，用光敏膜使襯底成像以產生曝光的圖案。將曝光的圖案進行化學浴，使圖案能夠與金屬離子粘合。然后使致敏區域鍍銅以形成跡線。然后將掩模從襯底剝離，只留下銅跡線。

與加成和減成常規生產技術均相關的問題是一旦形成銅跡線就需要保護其免受腐蝕和由于凝結使得跡線短路。跡線形成后用保護性涂層處理以保護其免受腐蝕。此過程需要涉及額外時間、金錢和設備的額外步驟。常規生產技術存在的另一個問題是在襯底上形成的銅跡線僅顯示一種顏色。也就是說，如果將跡線施加到玻璃或透明塑料，則來自襯底的一側或兩側的銅跡線的顏色在視覺上明顯。與常規技術相關的另一個問題是，襯底必須進行處理以使銅適當地粘合到表面。這再次需要必須投入時間和金錢的額外步驟。

常規電鍍技術中一個另外的缺點是，薄的銅跡線受到損耗和磨損并且導電通路容易損壞。當磨損到了導電性損壞的程度，導電跡線變得不能用于預期用途。

概述

在本發明的導電跡線和形成導電跡線的方法中，與先前已知的導電跡線和生產策略有關的困難和缺點被克服。

本主題涉及在各種襯底上形成的層狀導電跡線。

在一個方面，本主題提供一種包括粘合到襯底的界面層和界面層上的導電層的導電跡線。

在另一個方面，本主題提供一種包括粘合到襯底的界面層、界面層上的導電層、覆蓋導電層的暴露部分的氧化還原控制層、氧化還原控制層上的貴金屬層、和氧化還原控制層上的介電層的導電跡線。

在又一個方面，本主題提供一種在襯底上形成導電跡線的方法，其包括將界面層粘合到襯底的表面，在界面層上形成導電層，在導電層上層接氧化還原控制材料，其中氧化還原控制層覆蓋導電層的暴露部分。

本主題允許調整多層導電跡線的特定層以改變跡線的性質和特征，而不會不利地影響跡線的性能并解決用于特定用途、制造過程和狀況的特殊需要。